Quanti "MegaPixels" può vedere l'occhio umano?

Esiste ovviamente un limite a ciò che il corpo umano può elaborare, come i frame al secondo. La mia domanda è: quanti MegaPixel ci sarebbero voluti prima che l'occhio umano non potesse più differenziarlo dalla vita?

Bonus per l'inclusione di una risposta per altre specie.

Domande su frequenza dei fotogrammi, risoluzione o intervallo dinamico dell'occhio umano e su come si confrontano con le telecamere hanno sempre gli stessi problemi:

1. La "foto" che vedi non è una "singola esposizione", l'occhio si muove e si regola costantemente.

2. La parte del cervello del tee che gestisce la vista è davvero buona (e piuttosto grande), combina costantemente i "frame" che viene dall'occhio e riempie gli spazi vuoti.

Fondamentalmente, ogni immagine che vedi con i tuoi occhi è un panorama HDR che è stato corretto con riempimento consapevole del contenuto (e proprio come con una fotocamera, quando entri nei panorami HDR puoi realizzarli a qualsiasi risoluzione arbitrariamente alta e DR)

Inoltre, l'occhio / cervello in realtà funziona solo sulla parte della scena su cui ti stai concentrando, ottieni una risoluzione incredibilmente alta per la piccola parte del mondo a cui stai pensando in questo momento - per il resto della scena che in realtà non "vedi" tutto, devi solo notare le cose se c'è qualcosa di pericoloso che ti si dirige sulla strada (ecco perché il movimento ai lati è così distratto).

Se guardi le specifiche dell'occhio umano come se fosse una macchina fotografica, scoprirai che è piuttosto speculato.

• Risoluzione molto bassa in termini di pixel - pochissimi megapixel - con la maggior parte dei pixel concentrati in un'area molto piccola al centro. Praticamente nessuna possibilità di distinguere i dettagli precisi al di fuori di una piccola area al centro dell'inquadratura.

• Aberrazione cromatica estrema orribile, aberrazione sferica e rumore.

• La distanza minima e massima di messa a fuoco si deteriora con l'età e molti modelli presentano difetti di fabbrica.

Tuttavia, la ragione per cui nulla di tutto ciò è importante è che misurare l'occhio come se fosse una macchina fotografica non ha senso: l'immagine che vediamo è creata dal nostro cervello, che unisce in modo impeccabile e continuo innumerevoli immagini prese dai nostri occhi e le elabora.

Mentre l'occhio ha solo un'area molto piccola al centro della nostra visione che ha una reale capacità di discernere i dettagli, il cervello ha un meccanismo motorio che fa ruotare l'occhio intorno al fine di prelevare centinaia di rapidi campioni dell'immagine uno dopo l'altro , quindi assembla questo in un'unica grande immagine (con tre dimensioni e movimento!).

Avresti bisogno di centinaia di megapixel di risoluzione e una lente praticamente impeccabile per replicare l'immagine composita che il cervello monta, anche se l'occhio in isolamento non è affatto in grado di fare qualcosa di così buono.

Quanti "pixel" cattura l'occhio umano in realtà non risponde alla domanda. Equivale solo quando, per esempio, l'immagine che hai scattato con una macchina fotografica è fatta saltare in aria per essere abbastanza grande da consumare l'intero campo visivo dello spettatore. A quella dimensione, la foto originale avrebbe dovuto essere di circa 576 Mp.

I dettagli di un'immagine vengono generalmente misurati in DPI (punti per pollice) e, anche in questo caso, è necessario fissare le dimensioni e la distanza dal visualizzatore per determinare la densità dei punti affinché l'occhio umano non sia più in grado di dire che sono punti.

La stampa di alta qualità effettuata per la distanza di lettura media (18-24 pollici) è dell'ordine di 5-10K DPI. Per un'immagine quadrata da 1 pollice (@ 10K) pari a 100 Mp proprio lì ... per un'immagine da 1x1 pollici.

Il problema è che anche se una scena generale può richiedere solo 576 Mp, quando l'occhio si concentra effettivamente su una regione specifica, tutta la sua acuità si ripercuote su quella regione. Pertanto un'immagine 1x1 pollici deve avere una densità molto più elevata per "ingannare" l'occhio.

Per rendere un'immagine abbastanza grande, e tuttavia abbastanza dettagliata da focalizzarsi, beh, il numero di MegaPixels è enorme. Ecco perché vedi gli occhiali in uso. Lo schermo è molto più vicino all'occhio, rendendo l'immagine più densa e tuttavia apparendo più grande.

Supponi di avere una fotocamera da 5 MP. Sono circa 2.200 x 2.200 pixel. Se il sensore (CCD) è all'incirca 1 in x 1 in, cioè ... hai indovinato 2.200 DPI.

Ora soffia fino a un 8 in x 8 in foto, ed è solo 275 DPI. Non è necessario avvicinarsi ai 5000 DPI per una stampa di alta qualità. (tuttavia, se lo guardi da 8 volte più lontano ...)

Ad essere onesti, 2K DPI è accettabile per una stampa standard (@ distanza di lettura) e quando si visualizza una foto su un piccolo schermo (o stampa) sembra molto più "reale".

Per ottenere un DPI 4x5 @ 5K occorrono 500 Mp. @ 2K avresti ancora bisogno di 80 Mp. In parole povere, una fotocamera da 24 Mp (CCD) equivale a una qualità della pellicola da 35 mm.

Naturalmente, ci sono molte tecniche di miglioramento che puoi usare per "riempire" la densità mancante quando hai un'immagine digitale.

Ma se hai bisogno di immagini grandi, i vecchi film di moda possono essere realizzati in dimensioni molto più grandi rispetto ai CCD (film 8 in X 10 in ad esempio: http://answers.yahoo.com/question ) / index? Qid = 20061123192628AANDiGx)

Il numero 576MP, che è derivato sul sito di Roger Clark qui , è un APPROSSIMAZIONE ESTREMAMENTE ROTONDO. Per uno, è una stima conservativa dato un FOV di 120º, quando la visione umana è più vicina a 180º (che in realtà ha un clock di 1.3 GIGAPIXELS !!!) Ignora anche il fatto che abbiamo un "punto foveale" di 2º vicino al centro di i nostri occhi dove la nostra acuità è più alta e una più ampia regione di 10º in cui la nostra visione è decente, ma non proprio "buona" e certamente non eccellente (come un test rapido ... vedere quanto del testo in questa risposta è in realtà completamente chiaro e quanto è in realtà indistinto e illeggibile quando si guarda esattamente nello stesso punto per un periodo di tempo ... potresti essere sorpreso di quanto del tuo schermo non puoi effettivamente analizzare in alcun dettaglio significativo reale.) Alla periferia del nostro la visione, l'acuità è piuttosto bassa, manca di fedeltà cromatica, ecc.

A mio avviso, non credo sia valido nemmeno descrivere la visione umana in termini di megapixel. Ho un grande rispetto per Roger Clark, tuttavia il suo articolo deve essere preso nella giusta luce: presuppone la massima acutezza visiva in tutto il campo visivo! Il fatto critico qui è che la nostra massima acuità visiva colpisce solo una piccola regione della parte centrale della nostra visione. Una regione che probabilmente non copre nemmeno una singola stampa 8x10 "vista a un piede di distanza ... che richiede meno di 9 megapixel (3330x2664 pixel) per stampare a 333ppi ( la risoluzione richiesta per una distanza di visualizzazione di un piede ) .

Uno richiederebbe teoricamente sempre meno megapixel per continuare a stampare anelli di 8x10 "stampe che circondano uno centrale per riempire l'intero campo visivo umano. Da un punto di vista dell'acuità del mondo reale, è probabilmente necessario 1/3 di megapixel in meno per" anello "di stampe (ipotesi approssimativa), e forse quattro anelli di stampe per riempire interamente il campo visivo "angolo per angolo". Tutto ciò ha registrato in meno di 85 megapixel!

Detto questo ... non credo ancora che sia preciso o utile provare a descrivere l'acuità visiva umana in termini di megapixel. Abbiamo un'acuità variabile dal centro al bordo del nostro campo visivo, con un rapido decadimento al di fuori di forse una regione di acuità centrale di 4-5º.

Panoramica.

Una domanda molto difficile, ma interessante. C'è una cosa fondamentale prima di iniziare. Il cervello elimina istantaneamente le informazioni non necessarie tra le altre elaborazioni super intensive e si concentra su cose che vale la pena ricordare. Quello che "vedi" non è preciso dell'abilità tecnica dell'occhio. Ma per quanto riguarda le sue capacità tecniche; ci sono una serie di stime, da 5 a oltre 500 megapixel.

Nota: nessuno di questi calcoli è scientificamente accettato.

Occhi Umani.

Un essere umano con visione 20/20 è in grado di risolvere l'equivalente di una fotocamera da circa 52 megapixel (ipotizzando un angolo di visione di 60 °). Questo si basa sul fatto che ogni cellula conica e conica sia in grado di rappresentare un megapixel. Ci sono circa 7 milioni di coni (hanno bisogno di livelli di luce elevati e forniscono colore) e 120 milioni di aste (funzionano in condizioni di scarsa luminosità, non producono colori, non sempre attivate). Insieme, questi funzionano per creare da qualche parte tra 50 e 500 MP . (Davvero approssimativamente!). Stime meno prudenti sostengono oltre 500 milioni di megapixel.

Nessuno di questi articoli è stato sottoposto a peer review, quindi non esiste alcuna fattibilità scientifica per nessuna di queste idee. La stima di 567MP non presuppone un'immagine fissa. Tiene conto delle minuscole vibrazioni angolari che gli occhi fanno per raccogliere più informazioni. La stima tiene conto anche di un campo visivo più ampio (120˚) (quindi ha più MP di quanti ce ne siano i fotorecettori).

Questo articolo contesta tali stime elevate e afferma che "tali calcoli sono fuorvianti". Tra le cose come la scarsa luminosità e la mancanza di una velocità dell'otturatore, la differenza più notevole in un'immagine rispetto alla vista deriva dal modo in cui i tuoi occhi si concentrano su qualcosa.

Solo la visione centrale è 20/20. L'immagine generale è piuttosto pantaloni lontano dal centro. A soli 20 ° dal centro, i nostri occhi risolvono solo un decimo di dettagli. Alla periferia, rileviamo solo il contrasto su larga scala e il colore minimo. Sulla base di ciò, un solo sguardo degli occhi è quindi in grado di percepire solo dettagli paragonabili a una fotocamera da 5-15 megapixel (a seconda della vista). L'occhio deve quindi dare un'occhiata più volte e anche allora saranno ricordate solo le trame, i colori e le forme memorabili.

Altri animali.

Falco. Questo è probabilmente ciò che le persone avranno più familiarità come un rapace dagli occhi d'aquila. Hanno una densità di fotorecettori circa 5 volte maggiore di noi, quindi diciamo che hanno un quarto di gigapixel ( 250 MP-5.5GP ). La cosa migliore di questi ragazzi di noi è che hanno molti più nervi che vanno al cervello di noi. Non esiste un modo sicuro per dire che indica una migliore risoluzione, ma indica che più informazioni vengono trasmesse al cervello dai loro occhi.

http://en.wikipedia.org/wiki/Hawk#Eyesight

Gamberi Mantis. Abbiamo 3 tipi di fotorecettori di colore (celle a cono). Gli scienziati hanno identificato 16 recettori di colore nei gamberi di mantide. Ovviamente questo va oltre la comprensione della nostra mente. Inoltre, questo non ha nulla a che fare con la risoluzione, ma l'intensità del colore di quei ragazzi è fenomenale.

Probabilmente non dovresti chiedere megapixels, l'occhio umano è un sistema complesso, non solo la "matrice". Dovresti chiedere informazioni sulla gamma di angular resolutions.

Cercalo qui:

http://en.wikipedia.org/wiki/Naked_eye

http://en.wikipedia.org/wiki/Angular_resolution

Risoluzione angolare: circa 4 arcminuti, o circa 0,07 °, [1] che corrisponde a 1,2 ma 1 km di distanza.

Da quello che ho letto, credo quando si discute del massimo potere risolutivo dell'occhio, è necessario considerare che la fovea è l'unica parte della retina in grado di distinguere i dettagli precisi. La dimensione di questa regione sulla nostra retina è piuttosto piccola e ci impone di adattare costantemente i nostri occhi per consentire al "soggetto" di cadere su quest'area. In effetti è così piccolo che anche quando ci concentriamo su un piccolo oggetto, dobbiamo scansionarlo, non possiamo risolvere i dettagli anche di un piccolo oggetto contemporaneamente. Quanto è vasta un'area che possiamo risolvere con la massima chiarezza senza distogliere lo sguardo? Quell'area ha un diametro di circa la distanza tra i due punti di due punti letti a una normale distanza di lettura.

Per quanto riguarda i frame al secondo, credo che l'equivalenza per l'uomo sia 1/10 di secondo. Prova un esperimento: mentre ti fermi a un semaforo, nota come i dettagli dei cerchi in lega sulle auto che attraversano il tuo percorso siano confusi. Mentre segui uno con gli occhi, tocca (non colpisci) il lato della testa nel tempio. Ciò sconvolgerà i tuoi occhi e, a volte, per il momento più breve, i tuoi occhi si "afferreranno" con una porzione della ruota che rivelerà i suoi dettagli.

La risposta semplice a questa domanda sarebbe di 2 megapixel. Voglio dire che. Ecco una spiegazione scientifica a quel MindLabs .

L'occhio umano non vede affatto bene. Quando si mette a fuoco da vicino, siamo davvero selettivi sul fatto che potrebbe essere uguale a f1. Il 99% della scena è troppo sfocato.

Abbiamo anche un punto cieco che è spiegato nel link sopra.

Inoltre non possiamo congelare alcuna scena, che non può essere paragonabile nemmeno a una fotocamera più economica.

Per riassumere, i nostri occhi fanno schifo, ma i nostri cervelli compensano troppo bene il fatto che tutti crediamo di essere migliori di ogni fotocamera sul mercato.

576 megapixel - secondo un articolo dello scienziato e fotografo Roger Clark , che racconta anche di più sull'occhio umano e le sue equivalenze con la tecnologia digitale ...

Ci sono circa 120 milioni di aste e circa 6 milioni di coni, quindi la massima risoluzione teorica dell'occhio umano (considerando la perfetta trasmissione della luce ottica nella retina) dovrebbe essere intorno alla figura di 2 megapixel (ci vogliono 3 coni per una tripletta RGB) con un alta gamma dinamica nelle aree periferiche (ecco a cosa servono le aste).